ワイヤーハーネス設計について知っておくべき10の基本
ケーブルハーネスの設計に関して、基本を思い出すことは決して害にはなりません。
アプリケーションが意図したとおりに機能するためには、すべてのコンポーネントとケーブルアセンブリを慎重に検討する必要があります。 これはあなたのワイヤーハーネスにも当てはまります。 すべてのタイプのワイヤーハーネスを使用すると、接続の緩み、短絡、およびその他の電気的問題のリスクを減らすことにより、システムの効率、信頼性、および安全性を向上させることができます。
特定の要因がワイヤーハーネスの設計に情報を提供します。 これらの要因が何であるかを覚えておくことで、ワイヤーハーネスに関してアプリケーションが何を必要としているかを正確に理解できます。
はじめ
ワイヤーハーネスアセンブリの設計に役立つ次の10の要素を考慮してください。
1. 趣旨
これは確かに基本的なことですが、アプリケーションにとって可能な限り最も信頼性の高いワイヤーハーネスを設計するために非常に必要です。 システム内の異なるコンポーネント間で電気信号と電力を伝送する以外に、ワイヤーハーネスの設計で何を行う必要がありますか?
たとえば、自動車のワイヤーハーネスをカスタムステレオワイヤーハーネスと同じように設計することはありません。 アプリケーションの特定のニーズについて考えます。 たとえば、振動に耐える必要がありますか? (すべての電子機器は振動しますが、エンジンワイヤーハーネスには追加の考慮事項があります。 ワイヤーハーネスは電磁干渉(EMI)から保護する必要がありますか? 熱や圧力などの特定の環境条件に耐えますか?
2.ワイヤーの選択
特定のアプリケーションに適したワイヤの選択に関するガイダンスを提供する関連規格を常に確認してください。 これにより、最終的に選択するワイヤが必要な要件を満たしていることが保証されます. とはいえ、ワイヤーハーネスアセンブリを設計する際に考慮すべき主な要素は次のとおりです。
● ワイヤー仕様
あなたの電気的要件は何ですか? これは、ワイヤのゲージまたは太さによって決まります。 適切なゲージのワイヤを選択するには、ワイヤが伝導する必要のある電流の容量と量を考慮する必要があります. これはアンペアで測定されます。 長さも重要です。 ワイヤが長いほど、抵抗と熱によって失われる電圧が多くなります。 この問題は、ワイヤーゲージを増やすことで回避できます, もちろん, それはあなたのアンプ容量を増やします.
– 環境条件
適切なワイヤは、アプリケーションの環境で簡単に使用できます。 たとえば、ハーネスが高温にさらされる場合は、高温定格のワイヤを選択する必要があります。 ハーネスが湿気にさらされる場合は、耐湿性コーティングを施したワイヤーを選択してください。
-機械的特性
正確で効率的な出力は、機械的ストレスに耐えるワイヤの能力によっても決まります。 これには、電気的特性を壊したり失ったりすることなく曲げたりねじったりすることが含まれます。 ワイヤーは、摩擦や擦り傷にさらされる場合にも優れた耐摩耗性を備えている必要があります。
3.ワイヤ接続
コネクタは、摩耗やEMIなどの環境条件からワイヤを保護しながら、電気回路を作成します。
コネクタの選択は、それらの電気的および機械的特性に基づいている必要があります。 ワイヤ自体がコネクタに影響を与えるため、ワイヤの材質、ゲージ、長さを把握する必要があります。
回路のサイズと密度、およびスペースの制限も考慮する必要があります。 また、必要に応じてワイヤーを結合したり、ワイヤーを外したりすることの容易さを考えることも役立ちます。 そしてもちろん、断熱材が必要ですか?
終端タイプも重要です
基板対基板、電線対電線、または基板対電線に適したコネクタが必要です。 コネクタハードウェアについても考えてください。 クランプ装置やその他のハードウェアは、コネクタの取り付けとサポートに使用されるため、優れた品質である必要があります。
標準化の重要性
標準の汎用コネクタおよびその他のコンポーネントを使用します。 それはあなたが必要なものを調達するためにあなたの人生をより簡単にするでしょう。 とはいえ、検索にはまだ時間がかかる可能性があるため、クラウドベースのArcadiaコンポーネントデータベースを使用してさらに一歩進んでください。 適切な部品をすばやく検索できるだけでなく、構成品目に必要な文書を呼び出すこともできます。 また、在庫の重複を回避し、購入チームが価格の詳細をすばやく確認できるようにします。
4. ルーティング
ワイヤの配線は、ケーブルハーネスの設計を成功させる上で大きな役割を果たします。 まず、アクセスしやすい方法で配線されていることを確認します。 最適なポジショニングが鍵となります。 ハーネスの取り付けと保守が簡単である必要があります。 ワイヤーの交換や修理が必要な場合は、それも簡単なはずです。
また、ワイヤーハーネスの性能に影響を与える可能性のあるEMIの潜在的な原因も考慮する必要があります。 ケーブルおよびワイヤーハーネス設計の配線は、干渉のリスクを最小限に抑え、信号の劣化を防ぐ必要があります。
ワイヤーを分離する
機能、電圧、および信号タイプに応じてこれを行うと、干渉を防ぎ、ワイヤがそれぞれのデバイスに正しく接続されていることを確認するのに役立ちます。 配線が正しい電気システム ポイントに配線されていることを確認する必要があります。
5.ストレインリリーフ
ストレインリリーフ用のワイヤーハーネスアセンブリを設計すると、頭痛を防ぐことができます。 これを怠ると、振動、引っ張り、またはその他の力により、ワイヤーが緩んだり破損したりする可能性があります。 これは、ワイヤーハーネスが高レベルの機械的ストレスにさらされる用途で特に重要です。
必要に応じてストレインリリーフコンポーネントを追加します
あなたの最初の仕事は、ストレスの潜在的な原因を特定することです。 ストレインリリーフに役立つケーブル管理を検討してください。 ワイヤーハーネスアセンブリは、グロメット、ケーブルクランプ、ケーブルタイなどのコンポーネントで保護できます。 どちらを選択するかは、ワイヤーハーネスの特定のアプリケーション、環境、および全体的な設計によって異なります。
次に、ワイヤーハーネス内のストレインリリーフコンポーネントの適切な場所を決定します。 通常、ワイヤーハーネスから出るポイントに配置する必要があります, これらは通常、最も脆弱なポイントであるため. (また、ワイヤーハーネスの構造的完全性を維持しながら、必要に応じて移動や曲げを可能にするのに十分な柔軟性があることを確認する必要があります。
重要事項
ストレインリリーフの材料を検討することを忘れないでください。 環境条件に耐え、強度や耐薬品性など、必要な特性を提供できる必要があります。
6.ワイヤーハーネス図
初期段階で正しく行うことが重要であるため、ワイヤーハーネス図を手作業で試みないことをお勧めします。 適切に設計された配線図は、コンピューター支援設計やECADなどの優れたワイヤーハーネス設計ツールを使用して作成されます。
たとえば、クラウドベースの最先端のアルカディアスイートを考えてみましょう。 これにより、エンジニアは電気システムとワイヤーハーネスを設計およびシミュレートできます。 たとえば、ブラウザだけで設計をチェックして動作と電圧降下をリアルタイムで確認し、必要な調整を行うことができます。 この段階で、設計が安全基準を満たしているかどうかも確認できます。
潜在的な問題を特定する
Arcadia Schematicなどの適切なソフトウェアを使用すると、業界標準と仕様を確実に満たしながら、精度と設計品質を向上させることができます。 これらのツールは、電線間干渉、電圧降下、配線長の制限など、エラーや品質の問題を引き起こす可能性のある潜在的な問題を特定するのに役立ちます。
設計プロセスのスピードアップ
また、設計プロセスをスピードアップし、エラーややり直しを大幅に削減します。 Arcadia Harnessは、回路図のいとことシームレスに統合され、あらゆる視点からコンポーネントを表示し、包括的なスプライス図の生成によるスプライスバランシング機能を提供し、各スプライスの構築方法を示します。 ワイヤハーネス図にコネクタとスプライスのラベルを追加できます。
柔軟性の確保
ワイヤーハーネスの構造的完全性を維持しながら、必要に応じて移動や曲げを可能にするのに十分な柔軟性があることを確認する必要があります。 アルカディアスイートを使用すると、これを行うことができます。 これらすべてが大幅なコスト削減につながり、設計段階の最適化に役立ちます。 手動のワイヤーハーネス図は、単に非効率的な作業方法です。
7.保護カバー
ワイヤーハーネスは、損傷から保護するために保護シースまたはスリーブで覆う必要があります。 追加の絶縁層を提供すると、ワイヤとケーブルが保護されます. これには、ワイヤーハーネスが受ける環境条件と保護カバーの材質を理解することが含まれます。
材料特性に注意してください
たとえば、カスタムエンジンワイヤーハーネスを設計する場合、振動、ガタガタ、液体、および化学物質が懸念されます。 カバレッジの資料は、これらの脅威を処理する必要があります。 保護カバーは、引っ張られた編組チューブ(または織機)からテープ、スパイラルラップ、熱収縮スリーブまで、タイプによって異なります。
8. テスト
設計の初期段階であっても、常にテストを念頭に置いてください。 それはあなたをつま先に保つのに役立ちます。 プロトタイプをテストするときに何も見落とさないでください、さもなければ品質管理段階でダウンタイムのリスクがあり、設計テーブルに戻ります。 電気的完全性をチェックできる適切な機器があることを確認してください。 人間の介入なしに、被試験ユニット(UUT)のすべての導体にわたって障害を特定できる必要があります。
接続の品質をテストしています。 埋め込み抵抗と電気負荷を含める必要があります。 基本的に、次のテストを行います。
- 抵抗の測定
- 制限または二重しきい値を設定できるようにする
- 断続的な接続を確認する
テストの時間を節約する方法 
もちろん、クラウドベースのテストインターフェイスを提供する アルカディアハーネスマニュファクチャリングを使用すると、自分で簡単にすることができます。 手動のテストコードの作成と入力が不要になり、技術者の時間を節約し、手動エラーを回避できます。 これにより、ハーネスがCADに100%一致するように構築されていることを確認でき、ゴールデンサンプルビルドに対して構築、学習、テストする必要はありません。
9. ドキュメンテーション
ドキュメントは、アフターセールスおよびサービス技術者にとって重要です。 これには、回路図設計とすべてのコネクタ情報、およびシンプルなオンライン/オフラインビューアに埋め込まれた場所を含むインテリジェントな技術出版物のエクスポートが含まれます。 これにより、技術文書を簡単に作成し、サービスエンジニアが理解できるようになります。
10. コンプライアンス
ワイヤーハーネスの設計と製造プロセスは、規制と基準の対象となります。 ハーネスの設計がこれらに準拠していることを確認してください。
規制および安全基準機関
すべての地域で電気機器のテストが実施されています。 IPC/WHMA-A-620は、ワイヤーハーネスアセンブリの業界標準であり、米国では主要な規格です。アプリケーションに国際市場がある場合は、次のいずれかをガイドラインとして使用する必要があります。
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オンプレミスソフトウェアとクラウド上での設計
どう違いますか。 オンプレミスのソフトウェアがコンピューターにインストールされ、そこにとどまります。 これにはサーバーインフラストラクチャが必要であり、通常は高価です。 SaaS(サービスとしてのソフトウェア)として知られるクラウドソフトウェアは別の話です。 どこにいてもコラボレーションし、チームと共有できるため、よりダイナミックかつ迅速に作業でき、全員が同じページにいることができます。
無料のデモを依頼する
最初にそれがどのように機能するかを確認したい場合は、お電話いただければデモをセットアップします。 ご不明な点がございましたら、いつでも喜んでお手伝いします。 私たちはワイヤーハーネス設計のための最初のクラウドベースのソフトウェアであり、新しい製品で革新を続けています。